Как работает лазерный нанопинцет: кратко и просто о сложном

Оптический (или лазерный) пинцет представляет из себя устройство, использующее сфокусированный луч лазера для передвижения микроскопических объектов и удержания их в определённом месте. В этой статье мы постараемсяя в популярной форме ответить на вопрос – почему некоторые частицы, оказавшись в лазерном луче, стремятся в ту область, где интенсивность света максимальна, т.е. в фокус. Прежде чем объяснить стремление частиц к фокусу, вспомним, что луч света – это электромагнитная волна, и чем больше интенсивность света, тем больше напряжённость электрического поля в поперечном сечении луча. Поэтому в фокусе среднеквадратичная величина напряжённости электрического поля может увеличиваться во много раз. Таким образом, электрическое поле фокусируемого светового луча становится НЕоднородным, увеличиваясь по интенсивности по мере приближения к фокусу.

Читать далее

Создан увеличивающийся в объеме при растяжении наноматериал

Ученые исследовали свойства нового синтетического полимера из жидких кристаллов. Он оказался первым однородным веществом, расширяющимся при растяжении. Результаты представлены в журнале Nature Communications. Существует особая группа материалов под названием ауксетики, которые необычным образом меняются под действием растягивающей силы: становятся толще, а не сжимаются. В науке отношение поперечного сжатия к продольному растяжению называется коэффициентом Пуассона, который для ауксетиков принимает отрицательное значение.

Читать далее

В России создан дешевый платиносодержащий катализатор широкого применения

Российские ученые разработали платиносодержащий электрокатализатор на основе нового типа наночастиц. Получение катализаторов, сочетающих активность и стабильность с пониженным содержанием драгоценного металла, позволит значительно снизить стоимость электроэнергии, которую производят при помощи низкотемпературных топливных элементов. Работа выполнена в рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), а ее результаты были опубликованы в International Journal of Hydrogen Energy. С помощью электрокатализаторов можно превращать энергию химической реакции, например окисления водорода кислородом, непосредственно в электроэнергию. Для изготовления электродов, на которых протекают электрохимические превращения, применяют платиносодержащие электрокатализаторы. К сожалению, их активность постепенно снижается, и их качество ухудшается.

Читать далее

В стандартной модели вселенной ΛCDM предложено заменить темную материю жидкостью с отрицательной массой

Британский астроном предложил новую космологическую модель, в которой и темная материя, и темная энергия объясняются единой сущностью. Он считает, что существует космическая жидкость с отрицательной массой, причем ее все время становится больше. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy and Astrophysics. Наиболее полноценная современная теория устройства Вселенной — модель ΛCDM. Согласно этой модели, существуют два явления пока неизвестной природы: темная энергия и темная материя. Первая отвечает за наблюдаемое ускоренное расширение пространства. Существует несколько гипотез о ее устройстве, согласно одной, например, темная энергия — это следствие энергии вакуума.

Читать далее

Предложены новые аморфные нанокомпозитные магнитные материалы для электродвигателей будущего

Любой вид двигателя преобразует поступающую энергию для передвижения транспортного средства. Как правило, это довольно энергоэффективный процесс, но даже его можно улучшить. А если учесть тот факт, что согласно данным статистики Чикагского Университета только в США 50% всей энергии вырабатывается при помощи двигателей, даже небольшое улучшение процесса позволит существенно сэкономить. И недавно ученые разработали особые магнитные материалы, которые помогут в создании высокоэнергоэффективных электродвигателей будущего. Для того, чтобы преобразовать электрическую энергию в кинетическую для движения все процессы происходят под воздействием магнитного поля.

Читать далее

Обнаружена способность воды излучать в терагерцовом диапазоне

Прежде генерация такого излучения в жидкой среде считалась невозможной из-за высокого поглощения, однако в своем новом исследовании ученые описали физическую природу этого явления и показали, что источники жидкого излучения могут быть столь же эффективны, как и традиционные. Исследовательская группа из Университета ИТМО и Университета Рочестера (США) провела исследование по формированию терагерцевого излучения в жидкостях. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Physics Letters. Терагерцевое электромагнитное излучение может с легкостью проходить сквозь ряд материалов, за исключением металлов и воды. Сегодня оно широко используется в системах безопасности для выявления наркотиков и оружия, также его применяют в биомедицинских исследованиях.

Читать далее

Ученым впервые удалось объяснить природу массы протона

Протоны состоят из еще меньших частиц, называемых кварками, поэтому можно ожидать, что простое сложение масс кварков должно давать массу протона. Однако их сумма слишком мала, чтобы объяснить массу протона. И новые, детальные расчеты показывают, что только 9 процентов энергии протона приходится на массу составляющих кварков. Остальная масса протона происходит из сложных процессов, происходящих внутри частицы. Кварки получают свои массы в результате процесса, связанного с бозоном Хиггса – элементарной частицей, впервые обнаруженной в 2012 году. Но «массы кварков крошечные», – говорит соавтор исследования и физик-теоретик Кех-Фей Лю из Университета Кентукки в Лексингтоне. Поэтому они имеют не слишком важное значение для объяснения массы протона.

Читать далее

Открыта технология создания сверхпроводников на основе графена

Российско-германские физики выяснили, что графен можно превратить в сверхпроводник, склеив два листа «нобелевского углерода» и вставив в них определенные чужеродные атомы. Их выводы и первые результаты опытов с подобными материалами были представлены в журнале Science Advances. «Двойные листы графена давно привлекают интерес ученых, так как все мы считали, что они представляют собой полупроводник с ненулевой запрещенной зоной. Высокое разрешение ускорителя BESSY II позволило нам открыть особую плоскую энергетическую зону, которую раньше никто не замечал», — рассказывает Андрей Варыхалов из Центра Гельмгольца в Берлине (Германия).

Читать далее

Нанопружины с особыми свойствами для создания нанороботов и наносенсоров получены Российскими учеными

Нанопружины из кобальта и железа впервые получили ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Университета Корë (Республика Корея). Благодаря сочетанию магнитных свойств и способности сохранять упругость, их можно использовать для создания нанороботов, наносенсоров, новых видов памяти и агентов для адресной доставки лекарств, в том числе для противораковой терапии. Об этом российские и корейские исследователи рассказали в статье в авторитетном международном журнале Nanoscale. Как сообщили ученые, нанопружины — это необычные объекты, открытые несколько лет назад, и их магнитные свойства прежде специально не исследовали.

Читать далее